【摘要】：在分析生物質(zhì)廢物共有特性的基礎(chǔ)上,探討了生物質(zhì)廢物處理技術(shù)路線選擇與設(shè)計(jì)思路,遵循減量化、無(wú)害化與資源化均衡考量原則,提出基于水熱改性和厭氧消化的技術(shù)方案,并對(duì)這一技術(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和水熱改性工藝的系統(tǒng)構(gòu)成及主要工藝參數(shù)進(jìn)行闡述。最后簡(jiǎn)要介紹了一個(gè)將該技術(shù)用于市政污水廠剩余污泥處理的工程應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例。根據(jù)該應(yīng)用實(shí)例,厭氧消化所產(chǎn)沼氣足夠用來(lái)供給水熱改性工藝所需的熱量并有富余,采用180℃的水熱反應(yīng)溫度可在顯著提高厭氧消化效率的同時(shí),通過壓濾脫水即可獲得含水率為45%左右的殘?jiān)?br>【圖文】：

?求。除了現(xiàn)行法規(guī)之外，還應(yīng)考慮到未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的可能升級(jí)。②減量化、無(wú)害化、資源化三個(gè)目標(biāo)之間的平衡，或者哪個(gè)更具優(yōu)勢(shì)。這需要根據(jù)具體項(xiàng)目的具體情況，幫助項(xiàng)目業(yè)主理清關(guān)系，優(yōu)化目標(biāo)構(gòu)成。③最終出路。是土地利用、建材、摻燒、填埋，還是其他?在具體項(xiàng)目中，以上對(duì)于生物質(zhì)廢物的處理工藝路線的選擇與設(shè)計(jì)，又常常歸結(jié)為對(duì)以下三個(gè)問題的回答:①如何提取并利用其中的有機(jī)質(zhì)?②殘?jiān)腆w有哪些最終出路可選?③如何花費(fèi)最小的代價(jià)將殘?jiān)暮式档奖M可能低?生物質(zhì)廢物處理目標(biāo)與邊界條件見圖1。圖1生物質(zhì)廢物處理目標(biāo)與邊界條件Fig．1Targetsandboundaryconditionsforbiomasswastetreatment處理目標(biāo)和最終出路(包括殘?jiān)唾Y源化產(chǎn)品的出路)，以及可用場(chǎng)地、可用資金，共同決定了技術(shù)路線的選擇范圍。殘?jiān)淖罱K出路應(yīng)因地制宜、多種途徑可眩也就是說(shuō)，處理技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)為盡可能多的處置途徑創(chuàng)造條件，或者說(shuō)所選擇的處理技術(shù)路線對(duì)處置方式的限制越少越好。考慮到生物質(zhì)廢物的共有性質(zhì)，厭氧消化工藝很自然地成為其處理技術(shù)路線中的常用工藝，筆者認(rèn)為其應(yīng)當(dāng)是首選工藝。厭氧消化工藝雖然能夠很好地解決生物質(zhì)的資源化(能源化)問題，但其也存在處理效果不夠徹底、傳統(tǒng)厭氧工藝的處理效率偏低等問題。這就引出厭氧消化工藝的各種改進(jìn)，它們都是著眼于厭氧消化過程(其中包括水解、酸化、產(chǎn)甲烷三個(gè)過程)的效率提高而對(duì)該過程的某個(gè)步驟進(jìn)行強(qiáng)化的某種方法。另外就是殘?jiān)拿撍畣栴}，這關(guān)系到后續(xù)處置方式的選擇。是不是含水率越低越好呢?這個(gè)未必。除了焚燒，其他處置方式對(duì)含水率的要求不是很高，大致在30%～50%的范圍就夠了。其實(shí)，對(duì)于大多數(shù)處置途徑來(lái)說(shuō)，殘?jiān)姆�(wěn)定化或者不再發(fā)臭可能更為?

2生物質(zhì)廢物的解決之道相比較而言，基于水熱改性和厭氧消化的工藝路線的綜合優(yōu)勢(shì)更為明顯。這種被稱為高級(jí)厭氧消化的工藝組合最先在歐洲得到應(yīng)用，近年來(lái)在我國(guó)也得到越來(lái)越多的認(rèn)可，這與跟該工藝所具有的一系列優(yōu)點(diǎn)是分不開的。該工藝基本流程見圖2，主要包括緩沖/預(yù)處理單元(這里的預(yù)處理主要是針對(duì)餐廚垃圾等非均質(zhì)生物質(zhì)廢物的分揀/破碎處理)、水熱單元、冷卻－除砂單元(處理對(duì)象為餐廚垃圾時(shí)還可包括除油)、厭氧消化單元以及壓濾脫水單元，在沒有蒸汽來(lái)源的情形下還包括蒸汽發(fā)生單元，沼氣剩余量多的場(chǎng)合還可包括沼氣利用單元。圖2基于水熱改性和厭氧消化的生物質(zhì)廢物處理技術(shù)的基本流程Fig．2Fundamentalsforbiomasswastetreatmentwithhydrothermalprocessandanaerobicdigestion水熱改性工藝主要是利用了生物質(zhì)廢物的一個(gè)共性，即在水中被加熱到一定程度后生物質(zhì)就會(huì)轉(zhuǎn)移到水中(液相)。簡(jiǎn)單說(shuō)就是大分子物質(zhì)變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)，生物質(zhì)從而由固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w狀態(tài)或溶解狀態(tài)。厭氧消化過程的產(chǎn)甲烷菌只能夠利用溶解在水中的生物質(zhì)分子才能生產(chǎn)沼氣，而固體形態(tài)的生物質(zhì)在自然條件下的生物水解過程進(jìn)行得很緩慢，這也正是為何傳統(tǒng)的厭氧消化工藝需要二十多天反應(yīng)時(shí)間的原因。正因如此，水熱改性(也稱之為“熱水解”)越來(lái)越普遍被用作生物質(zhì)厭氧消化的預(yù)處理手段(此時(shí)的厭氧消化又被稱作高級(jí)厭氧消化)，從而大幅度提高厭氧消化的效率。除了發(fā)生有機(jī)質(zhì)大分子的水解，，水熱改性過程中還伴隨膠體結(jié)構(gòu)被破壞的過程。具體來(lái)說(shuō)，水熱改性工藝通常設(shè)計(jì)為在飽和蒸汽壓下的化工單元過程，反應(yīng)溫度一般為160～180℃，壓力為618～1002kPa(實(shí)際上壓力通常會(huì)因物料中夾帶少量的不凝氣而略高)，反應(yīng)時(shí)間(也即保溫保壓時(shí)間)為30min。對(duì)

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5 王

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